今年北方降水多?历史上或许更多……
发布时间:2021-12-08
出品:科普中国
制作:陈冠翰(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  今年,我国北方的降雨量似乎比以往来得更多一些

  20217河南郑州遭遇特大暴雨单小时降雨量突破历史极值。不仅如此,几乎连绵不断的降水在华北地区从入夏一直持续到了10月。

  入秋以后,隔三岔五的小雨所带来的潮湿,更是让身在北方、习惯了干燥秋天的广大群众不由得怀疑自己是不是到了江南水乡。

难道北方终于摘下了“干旱”的帽子?

  虽然“南涝北旱”的常规格局已深入人心,但回望历史我们会发现,这种程度的降水在华夏大地北方似乎也并不少见。

  今天我们就走进北方降水,来看看千百年来气候变迁给人类社会带来的影响。

气候变化产生的原因?或许远比人们想象的复杂

  气候发生变化的原因十分复杂,每一次气候事件的出现都是多种因素相叠加的结果。大到天文尺度指标如太阳辐射强度,地球轨道偏心率、地轴倾斜度、岁差等轨道参数的周期变化或地外天体撞击,小到火山喷发,冰山崩塌入海或区域地形及地表物质构成的改变都会对局地乃至全球气候产生或大或小的影响。

  随着人类社会的不断发展,人类活动自工业革命以来对地球表面各个圈层的影响日渐增强。温室效应、城市热岛效应等因素进一步加速了大气环流并促进了极端气候事件的出现。

  中国现代气候格局的形成要追溯至距今约24个百万年的中新世时期。中新世青藏高原快速隆升后,东亚季风成为了我国北方季风区的降水主要来源。现代我国北方季风区每年的降水强度主要受东亚夏季风与大陆内部气团、北太平洋副热带高压及赤道辐合带等因素共同影响,在此基础上结合其他各种影响气候变化因素,最终的结果便是史书中“大旱”、“冬大雨雪”、“诸州大水”等记录。

过去的北方,可能比现在还要湿润

  人类社会对于气候变化的现代仪器观测记录历史不过200年,目前对于早期气候变化历史的重建主要依靠历史文献记录与地质学的相关研究方法进行。

  目前的研究显示,近一万年来全球气候呈现先升温后波动下降的变化趋势。而在我国北方,全新世以来持续时间较长,温度较高的暖湿时期主要有以下4个。

全新世中期,温暖湿润的史前文明摇篮

  距今约90005000年的这段时期被称为全新世气候适宜期,那时全球气温比现在更加温暖,我国华北地区的年均温相对现在要高2-3°C,年均降水量相对现在则要高出100-200mm

  这一阶段,暖湿的气候为农作物的生长提供了非常有利的自然条件,以仰韶、河姆渡为代表的早期农业文化也开始借着高温多雨的气候在黄河及长江流域蓬勃发展并逐渐向周边扩张,最终形成了南稻北粟的农业格局及中华文明的早期雏形。

  全新世中期后,全球气温便一直处在波动下降之中。虽然在过程中依旧有了几次长短不一的温暖事件,但持续很久的暖湿阶段再也没有出现。

  

 

  公元前5000年以来中国年均温变化趋势与历史时期朝代更迭对比

  (图片来源:修改自竺可桢,1967

秦汉时期,暖期的六合归一与休养生息

  秦汉时期是我国历史上大一统封建王朝形成与发展的重要阶段,而这一时期的气候条件同样相对优越。虽然存在波动,但这一时期温度总体偏暖,最暖的时期出现在公元前210-180年的秦末与西汉初期。

  在这一时期,华北地区的冬半年平均温度比现在高1°C左右,降水充足,京津冀一带秦汉时期的湖泊沉积物中,花粉组合与该时期的石笋稳定同位素记录都显示该时期为一个较为湿润的阶段。

  而这段温暖湿润的时期则恰好与西汉初期“休养生息”的阶段相对应。温暖湿润、适宜耕作的气候与轻徭薄赋、鼓励恢复生产的政策相结合,可能对汉初社会生产力的快速恢复起到了促进作用。

隋唐时期,干湿交替与盛世来临

  隋唐时期是我国大一统封建王朝的鼎盛期之一。隋唐初期气候同样温暖,冬半年均温约高于现在0.52°C,唐中后期温度则开始波动下降。

  在湿度变化上,该时期呈现出“四湿”夹“三干”的特点,四个最为湿润的时期分别位于公元600730820900年附近,而唐朝的全盛时期,也就是史书中记载的“开元盛世”则与730年的这次暖湿期重合。

  在该暖湿期,北方地区降水充沛,《旧唐书》中明确记载了唐代水稻在河南地区的广泛推广与种植,《新唐书》中甚至有在河北等地发现野生稻的生长记录。

北宋前期,中世纪暖期的前奏

  公元950-1250年,北大西洋地区出现了一次异常的增温现象,由于当时欧洲正处于中世纪,因此也被称为“中世纪暖期”或“中世纪气候异常期”。

  该时期我国与欧洲地区温度变化趋势较为一致,气候温暖。五代末-北宋前期(公元960-1100)冬半年均温高于现代约0.3°C。华北地区在该阶段同样降水充足,在该时期的文献中有多次连年洪涝的记录,黄河的决溢和迁徙相对前代也更为频繁。

  公元1100年后,全球气候进入了中世纪暖期中的冷阶,气温下降导致夏季风衰弱,使得我国北方地区出现了非常严重的干旱事件。而随着中世纪暖期在南宋-元代的逐渐结束,全球气候进入了小冰期中,该阶段与我国明清时期对应,总体干冷的气候一直持续至20世纪初期。

气候变化对人类社会的影响

  即便是在生产力已经高度发展的现代社会中,一场不期而至的暴雨依旧会给受灾地区的正常运转带来极大的压力。如果将同样的灾难放在遥远的过去,极端气候事件的发生必然会对当时的人类社会产生巨大的影响。

  目前对于气候变化与文明发展的研究显示,我国中原王朝自东汉以来战乱频发的7个时期中有6个对应气候冷期,而北方游牧民族与南方农耕王朝的冲突频率在冷期也更加频繁,且发生冲突的位置更偏南。

  干旱与洪涝导致农业歉收,进而产生饥荒、社会动荡乃至战争,最终导致人口锐减,政权更替甚至文明衰落,这一过程从人类社会演进历史的角度体现了气候变化与文明演进间存在的必然联系。

  

 中国历史温度、粮食丰歉、饥荒和农民起义的序列(210 BC-1910 AD

  (图片来源:方修琦等,2015

  气候变化给人类社会所带来的影响是全方位的。为了应对气候变化导致的降雪量差异,先民甚至会对传统建筑屋顶的坡度进行调整,在冷期通过较陡的屋顶来防止积雪过多,以此减轻积雪带来的垮塌风险。

  

 山西顺平龙门寺中不同时期古建筑的屋顶跨度高度比,冷期建造的房屋相比暖期建造的房屋屋顶坡度更陡。(图片来源:修改自Li S et al.2021

  结语

  影响气候变化的因素是复杂的,而气候变化对于人类社会的全方位影响也在悄然继续,虽然目前人类已经可以对地球的气候系统做出一定的改造,但与自然的力量相比终究还是显得微不足道。相信随着研究深入,我们对于人类自身与气候环境协同演化的理解也会更进一步。

  参考文献:

  

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